TWI610471B - 多層致動器及其作業方法以及包含該多層致動器之顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本案提供一種多層致動器以及包含此多層致動器的顯示裝置，具有改善的驅動位移，包含複數個電活性層，其中電活性層包含鐵電性聚合物，以及全部電活性層的極化方向實質相同。

Description

多層致動器及其作業方法以及包含該多層致動器之顯示裝置

本發明係關於一種多層致動器，包含此多層致動器之顯示裝置以及此多層致動器之製造方法。

近年來，隨著使用者期望方便地使用各種顯示裝置，比如液晶顯示裝置與有機發光二極體顯示器，觸控式顯示裝置的使用已經變得普通。就這一點而言，已經對致動器進行連續的研究，從而為使用者提供直接與各種觸控回饋。此外，已經進行研究，透過接合致動器至撓性顯示面板以實施撓性顯示面板之各種位移。

通常，傳統的顯示裝置採用振動馬達例如偏心轉動質量（eccentric rotating mass；ERM）振動馬達或者線性共振致動器（linear resonant actuator；LRA）作為致動器。振動馬達被設計為振動整個顯示裝置，因為質量主體需要增加尺寸以增強其振動功率，故存在問題。此外，振動馬達存在以下缺陷，用於調整振動水準的頻率調變較難，響應速度相當低，以及振動馬達不適合用於撓性顯示裝置中。

為了解決這些問題，形狀記憶合金（shape memory alloy；SMA）與電活性陶瓷（electroactive ceramics；EAC）已經被發展作為致動器之材料。然而，形狀記憶合金（SMA）響應速度低、壽命短且不透明，以及電活性陶瓷（EAC）易碎。因此，難以應用形狀記憶合金與電活性陶瓷至顯示裝置尤其是撓性顯示裝置。

就這一點而言，使用電活性聚合物（electroactive polymer；EAP）的致動器技術已經吸引了產業的注意。電活性聚合物指一種可透過電流刺激（electrical stimulation）被變形的聚合物，以及指一種透過電流刺激可被重複膨脹、收縮與彎曲的聚合物。已經進行研究以製造一種包含電活性聚合物作為電活性層的致動器，這種致動器被接合到撓性顯示面板，從而實施撓性顯示器的不同彎曲。

然而，僅僅包含一個電活性層的致動器由於其厚度增加與高驅動電壓的緣故，致動器的彎曲能力受到限制。為了解決這些問題，已經提出了一種多層致動器，堆疊複數個單元致動器，每一單元致動器包含一個電活性層。多層致動器包含複數個電活性層，與僅僅包含一個電活性層的致動器相比，這種多層致動器在相同厚度可實施更高的驅動位移。

傳統的多層致動器中的單元致動器的電活性層一般包含介電彈性體。介電彈性體在自然狀態下不具有極化，因此之前的研究未考慮複數個電活性層的極化。結果，之前的研究未考慮複數個電活性層的極化方向的排列形式。

近年來，鐵電性聚合物（ferroelectric polymer）已經被實施未電活性層，當與介電彈性體相比時，鐵電性聚合物可確保較高的驅動位移。鐵電性聚合物在特定方向具有自然極化，因此需要考慮多層致動器中包含鐵電性聚合物的複數個電活性層的極化方向的排列形式。就這一點而言，已經提出一些方法，根據電活性層的膨脹與收縮，依照施加的電場方向，針對複數個電活性層的每一個調整所施加的電場方向。然而，目前尚未獲得顯著的效果。

因此，本發明提供一種多層致動器、包含此多層致動器的顯示裝置，以及此多層致動器的製造方法，實質上避免習知技術之限制與缺陷所導致的一或多個問題。

本發明的優點在於提供一種多層致動器、包含此多層致動器的顯示裝置，具有改善的驅動位移。

本發明其他的優點、目的和特徵將在如下的說明書中部分地加以闡述，並且本發明其他的優點、目的和特徵對於本領域的普通技術人員來說，可以透過本發明如下的說明得以部分地理解或者可以從本發明的實踐中得出。本發明的目的和其它優點可以透過本發明所記載的說明書和申請專利範圍中特別指明的結構並結合圖式部份，得以實現和獲得。

為了獲得本發明的上述目的，現對本發明作具體化和概括性的描述，本發明一方面提供一種多層致動器，包含放置於彼此之上的複數個電活性層，各自包含鐵電性聚合物，其中全部電活性層的極化方向實質相同。依照本發明之較佳實施例，電活性層的數目為至少三個。已經證明具有三各或更多電活性層的排列中，多層致動器的驅動位移主要受到電活性層的極化方向的排列形式的影響，而非受到被施加至電活性層的電場方向的影響。

依照本揭露之另一特徵，電活性層由相同材料製成。

依照本揭露之另一特徵，電活性層包含基於聚二氟亞乙烯（polyvinylidene fluoride；PVDF）之聚合物。

依照本揭露之另一特徵，電活性層具有透過拉伸製程或輪詢製程而施加的自然極化。

依照本揭露之另一特徵，電活性層的極化方向垂直於電活性層的延伸方向。

依照本揭露之另一特徵，多層致動器包含放置於彼此之上的複數個單元致動器，這些單元致動器的每一個包含電活性層其中之一、兩者之間放置有此電活性層的彼此正對的下電極與上電極。依照本揭露之另一特徵，單元致動器的數目為至少三個。

依照本揭露之另一特徵，多層致動器用以產生每一單元致動器之上電極與下電極間的電場，其中全部單元致動器中產生的電場方向相同。

依照本揭露之另一特徵，多層致動器更包含複數個黏合層，每一黏合層被放置於兩個鄰接的單元致動器之間。依照本揭露之另一特徵，黏合層包含介電彈性體與高介電填料。

本揭露一方面還提供一種顯示裝置，包含顯示面板以及放置於顯示面板下方的上述多層致動器。

較佳地，這種顯示裝置包含放置於顯示面板與多層致動器上方之上蓋板以及被放置為與上蓋板正對且被放置於顯示面板與多層致動器下方之下蓋板，其中下蓋板與上蓋板由具有撓性的材料組成。

依照本發明另一較佳實施例，顯示面板包含撓性基板。

本揭露一方面還提供一種上述多層致動器之作業方法，這種方法包含在每一單元致動器之下電極與上電極之間產生電場，其中全部單元致動器中產生的電場的方向相同。

可以理解的是，如上所述的本發明之概括說明和隨後所述的本發明之詳細說明均是具有代表性和解釋性的說明，並且是為了進一步揭示本發明之申請專利範圍。

結合以下詳細描述的代表性實施例與附圖可更好地理解本揭露之優點與特徵及其完成方法。然而，本揭露將以很多不同形式被具體化，以及並非限制於本文所述之實施例。這些實施例使得本揭露完整，以及被提供使得本領域具有通常知識者充分理解本揭露之範圍。本揭露僅僅由所附之申請專利範圍所界定。

當一個元件或層被描述為位於另一元件或層「之上」時，此元件或層可直接被放置於另一元件或層上，或者被放置於另一元件或層上且兩者之間插入又一元件或層。

雖然術語「第一」、「第二」等用於描述多個部件，這些部件並非受到這些術語的限制。術語僅僅用於將一個部件與另一部件區分開來。因此，以下描述的第一部件在本揭露的精神內可對應第二部件。

整個說明書中相同的參考標號表示相同的部件。

圖式中所示的每一配置的尺寸與厚度係為了方便描述，以及本揭露並非限制於所示配置的尺寸與厚度。

本揭露之幾個實施例之各自特徵可彼此完全或部分組合或合併，以及採用多種方式技術上配置聯鎖與驅動。各個實施例可彼此獨立實施或者透過彼此鏈結而共同實施。

以下，將結合附圖對本發明的較佳實施方式作詳細說明。

第1圖係為本揭露實施例之顯示裝置之配置之分解透視圖。

請參考第1圖，本實施例之顯示裝置10包含上蓋板100、下蓋板200、撓性顯示面板300與多層致動器400。

上蓋板100被放置於撓性顯示面板300與多層致動器400上方，以覆蓋撓性顯示面板300與多層致動器400。上蓋板100保護顯示裝置10的內部部件避免外部撞擊或者水或雜質的滲透。上蓋板100由高撓性的材料例如塑膠製成，從而當多層致動器400透過電場被移位時將被移位。

下蓋板200被放置為正對上蓋板100，以及被放置於撓性顯示面板300與多層致動器400下方，以覆蓋撓性顯示面板300與多層致動器400。類似地，下蓋板200保護顯示裝置10的內部部件避免外部撞擊或者水或雜質的滲透。類似地，下蓋板200由高撓性的材料例如塑膠製成，從而當多層致動器400被移位時將被移位。

撓性顯示面板300被放置於上蓋板100與下蓋板200之間。撓性顯示面板300係為具有撓性的面板從而像紙一樣被彎曲，以及係為其中放置用於顯示影像的顯示元件之面板。撓性顯示面板300具有撓性，由此當多層致動器400透過電場被移位時，連同多層致動器400被移位。撓性顯示面板300包含至少一塊撓性基板以確保撓性。舉個例子，撓性顯示面板300為有機發光顯示面板。有機發光顯示面板係為一種顯示面板，當允許電流流經有機發光層時，其中的有機發光層發射光線。有機發光顯示面板使用有機發光層發射具有特定波長的光線。有機發光顯示面板包含至少一個陰極、有機發光層與陽極。

多層致動器400被放置於上蓋板100與下蓋板200之間。多層致動器400被放置於撓性顯示面板300下方，以及透過黏合劑比如光學透明膠（optical clear adhesive；OCA）或光學透明樹脂（optical clear resin；OCR）被接合到撓性顯示面板300。多層致動器400被移位以回應電活性層之膨脹或收縮。這種移位包含多層致動器400的彎曲。與多層致動器400被移位回應，上蓋板100、下蓋板200與撓性顯示面板300被移位，由此整個顯示裝置10被移位。

第2圖係為本揭露實施例之顯示裝置之多層致動器之剖面示意圖。

請參考第2圖，本實施例之多層致動器400包含第一單元致動器410、第一黏合層420、第二單元致動器430、第二黏合層440、第三單元致動器450、第三黏合層460以及第四單元致動器470。

第一單元致動器410係為多層致動器400中包含的一個單元致動器，以及用以透過電場被移位。如第2圖所示，第一單元致動器410包含第一下電極412、第一上電極414，以及被放置於第一下電極412與第一上電極414之間的第一電活性層416。

如第2圖所示，第一單元致動器410、第二單元致動器430、第三單元致動器450以及第四單元致動器470沿著與其延伸方向垂直的方向被堆疊於彼此頂部上，其延伸方向對應第一單元致動器410、第二單元致動器430、第三單元致動器450以及第四單元致動器470內包含的各個電活性層416、436、456與476的延伸方向。

透過接收從外部施加的電壓，第一下電極412與第一上電極414於第一電活性層416中完成形成電場的功能，產生第一下電極412與第一上電極414之間的電勢差，以及於第一電活性層416中形成電場。為了這樣做，具有不同位準的電壓被施加到第一下電極412與第一上電極414。舉個例子，正電壓被施加到第一下電極412，而接地電壓被施加到第一上電極414。或者，負電壓被施加到第一下電極412，接地電壓被施加到第一上電極414。

依照被施加到每一第一下電極412與第一上電極414的電壓位準，沿不同方向於第一電活性層416中形成電場。舉個例子，當施加到第一下電極412的電壓高於施加到第一上電極414的電壓時，於第一電活性層416中形成向上的電場。另一方面，當施加到第一上電極414的電壓高於施加到第一下電極412的電壓時，於第一電活性層416中形成向下的電場。

交流（AC）電壓或直流（DC）電壓被施加到第一下電極412與第一上電極414。當交流電壓被施加到第一下電極412與第一上電極414時，第一單元致動器410週期性地被移位。當直流電壓被施加到第一下電極412與第一上電極414時，第一單元致動器410保持彎曲狀態。

第一下電極412與第一上電極414由導電材料製成。舉個例子，第一下電極412與第一上電極414由金屬材料比如金(Au)、銅(Cu)、鈦(Ti)、鉻(Cr)、鉬(Mo)、鋁(Al)或鋁銅合金(Al-Cu alloy)製成，或者由導電聚合物例如聚二氧乙基塞吩〔Poly(3,4-EthyleneDiOxyThiophene)；PEDOT〕:聚苯乙烯磺酸〔Poly(4-StyreneSulfonic acid)；PSS〕、聚吡咯（polypyrrole）、聚苯胺（polyaniline）製成。然而，本揭露並非限制於此。第一下電極412與第一上電極414可由相同材料或不同材料製成。

隨著電活性層的下表面與上表面上放置的電極厚度增加，具有恆定厚度的多層致動器中包含的電活性層的數量減少。因為多層致動器的驅動位移隨著電活性層數目的增加而增加，電活性層的下表面與上表面上放置的電極厚度盡可能薄較佳，從而於具有恆定厚度的多層致動器中放置盡可能多的電活性層。舉個例子，第一電活性層416的下表面與上表面上放置的第一下電極412與第一上電極414的厚度處於50奈米至100奈米的範圍較佳。

當相同的電壓被施加到第一下電極412與第一上電極414時，隨著第一下電極412與第一上電極414的薄片電阻減少，第一電活性層416中形成的電場的強度增加。結果，第一下電極412與第一上電極414具有盡可能低的薄片電阻較佳，舉個例子，薄片電阻為200歐姆／平方（W/sq）或更低。

第一下電極412與第一上電極414使用各自製程被放置於第一電活性層416的雙表面上。舉個例子，使用例如濺射（sputtering）、列印（printing）與狹縫塗佈（slit coating）之製程，第一下電極412與第一上電極414被放置於第一電活性層416的雙表面上。尤其地，當第一下電極412與第一上電極414由相同材料製成時，可依照相同製程同時放置第一下電極412與第一上電極414。

第一電活性層416被放置於第一下電極412與第一上電極414之間，以及透過第一下電極412與第一上電極414形成的電場被移位。

第一電活性層416包含鐵電性聚合物，在自然狀態下具有極化。舉個例子，第一電活性層416包含基於聚二氟亞乙烯（polyvinylidene fluoride；PVDF）之聚合物，比如聚二氟亞乙烯均聚物（homopolymer）或聚二氟亞乙烯共聚物。透過施加電場至第一電活性層416，第一電活性層416在特定方向比如向上或向下具有極化，則引入第一電活性層416之移位。術語「向上」與「向下」指與各個電活性層的延伸方向垂直的方向，彼此頂部上放置的電活性層的堆疊方向的平行方向。

依照第一電活性層416中包含的原子排列，判定第一電活性層416的極化方向。

第3A圖與第3B圖係為包含基於聚二氟亞乙烯之聚合物之第一電活性層之極化方向之示意圖。在第3A圖與第3B圖中，假設第一電活性層416包含基於聚二氟亞乙烯之聚合物，描述第一電活性層416之極化方向。

請參考第3A圖，可理解為第一電活性層416的極化方向對應向上的方向，因為包含很多電子的氟（F）原子被放置於下部，以及包含較少電子的氫（H）原子被放置於第一電活性層416的上部。在基於聚二氟亞乙烯之聚合物中，極化方向被定義為從氟原子至氫原子的方向。

請參考第3B圖，可理解為第一電活性層416的極化方向對應向下的方向，因為包含很多電子的氟（F）原子被放置於上部，以及包含較少電子的氫（H）原子被放置於第一電活性層416的下部。

第一電活性層416可透過共擠壓製程而非溶液澆注（co-extrusion）製程被製造。當使用介電彈性體例如聚二甲基矽氧烷（polydimethyl siloxane；PDMS）製造電活性層時，通常使用溶液澆注製程以施加溶液到基板以及將溶液乾燥。這是因為介電彈性體可使用簡單的溶液澆注製程確保一定水準的介電係數（permittivity）。然而，當透過溶液澆注製程形成時，鐵電性聚合物比如基於聚二氟亞乙烯之聚合物無法確保高介電係數，因此共擠壓製程連同拉伸（stretching）製程或輪詢（polling）製程被應用以確保高介電係數。

就這一點而言，第一電活性層416為經受拉伸製程或輪詢製程的膜。拉伸製程指在加熱狀態下牽引且定向聚合物鏈的製程，以及輪詢製程指透過施加高直流電壓至聚合物，沿一個方向排列具有特定電荷的原子的製程。當拉伸製程或輪詢製程被施加到第一電活性層416時，第一電活性層416用作電活性膜確保高介電係數。舉個例子，與聚二氟亞乙烯均聚物對應的聚二氟亞乙烯透過被拉伸與被輪詢而用作電活性層，以及與聚二氟亞乙烯共聚物對應的聚二氟亞乙烯－三氟乙烯聚合物（Poly(VinyliDene Fluoride)-TriFluoroEtylene；P(VDF-TrFE)）透過被輪詢而用作電活性層。

當透過共擠壓製程連同拉伸製程或輪詢製程製造第一電活性層416時，當與僅僅利用一個電極與第一電活性層配置的第一單元致動器410相比時，如第2圖所示利用第一下電極412、第一上電極414與第一電活性層416配置的第一單元致動器410在驅動位移方面具有優勢。隨著兩個電極之間的距離降低，相同的驅動電壓產生的電場的強度增加。盡管後者情形中兩個電極即第一下電極412與第一上電極414之間僅僅出現第一電活性層416，但是在前者情形中除了兩個電極之間的第一電活性膜以外，還可出現將兩個單元致動器黏合起來的黏合層。因此，後者情形中的兩個電極之間的距離比前者情形的短。

舉個例子，根據第一單元致動器410的正常作業的功率消耗與驅動電壓，本領域之通知知識者可自由選擇第一電活性層416的厚度。第一電活性層416的厚度為50微米至400微米較佳。第一電活性層416的厚度為100微米至300微米更佳。本文中，當第一電活性層416的厚度小於50微米時，用於第一單元致動器410的正常作業的足夠電壓可能未被施加。此外，當第一電活性層416的厚度大於400微米時，需要高驅動電壓以產生用於第一單元致動器410的正常作業的麥克斯韋應力，由此其功率消耗過度增加。

第一黏合層420被放置於第一單元致動器410與第二單元致動器430之間，以將第一單元致動器410與第二單元致動器430黏合到一起。光學透明膠（OCA）或光學透明樹脂（OCR）可用作第一黏合層420。使用透過增加高介電填料至介電彈性體得到的高介電黏合層較佳。本文中，介電彈性體對應從包含丙烯酸基（acrylic-based）聚合物、胺甲酸乙酯基（urethane-based）聚合物以及矽基聚合物的組合中選擇的至少一種材料，以及對應聚二甲基矽氧烷（PDMS）較佳。高介電填料對應從包含壓電陶瓷（piezoelectric ceramics）、碳奈米顆粒（carbon nanoparticles）、金屬奈米顆粒（metal nanoparticles）與導電聚合物的組合中選擇的至少一種材料較佳，以及對應壓電陶瓷例如鈦酸鋇（BaTiO₃ ）較佳。

高介電黏合層具有高介電係數，因此除了用作黏合層的功能外，還完成用作另一電活性層的功能。特別地，除了其用作將第一單元致動器410與第二單元致動器430黏合到一起的黏合層的功能以外，高介電黏合層還完成另一電活性層的功能，透過鄰近電極即第一單元致動器410之第一下電極412以及第二單元致動器430之第二上電極434所施加的電場被變形。結果，當透過增加高介電填料至介電彈性體所獲得的高介電黏合層被用作第一黏合層420時，增加相同電場中的多層致動器400的驅動位移，以及增加多層致動器400的總介電係數。

第二單元致動器430、第三單元致動器450與第四單元致動器470的每一個係為多層致動器400中包含的一個單元致動器，以及用以透過電場被移位。

如第2圖所示，第二單元致動器430包含第二下電極432、第二上電極434以及第二電活性層436。此外，第三單元致動器450包含第三下電極453、第三上電極454以及第三電活性層456。第四單元致動器470包含第四下電極472、第四上電極474以及第四電活性層476。

本文中，第二電活性層436、第三電活性層456以及第四電活性層476的每一個包含在自然狀態下極化的鐵電性聚合物，以及用以透過電場被移位。另外，第一電活性層416、第二電活性層436、第三電活性層456以及第四電活性層476全部具有相同或實質類似的極化方向。舉個例子，如第2圖所示，第一電活性層416、第二電活性層436、第三電活性層456以及第四電活性層476的全部極化方向P對應向上方向。

當多層致動器包含僅僅兩個電活性層時，多層致動器之驅動位移主要受被施加到複數個電活性層之每一個的電場方向的影響，而非複數個電活性層的極化方向的排列形式的影響。然而，當多層致動器包含三個或多個電活性層時，多層致動器的驅動位移主要受電活性層的極化方向的排列形式的影響，而非施加到電活性層的電場的影響。

就這一點而言，本實施例之多層致動器400中，透過設定第一電活性層416、第二電活性層436、第三電活性層456以及第四電活性層476的全部極化方向為相同方向，多層致動器400的驅動位移被最大化。當多層致動器400包含三個或多個電活性層416、436、456與476時，依照相同方向透過設定複數個電活性層416、436、456與476的全部極化方向，比依照不同方向透過設定複數個電活性層416、436、456與476的極化方向，在恆定電壓時所獲得的驅動位移高。不考慮被施加到複數個電活性層416、436、456與476的電場方向的調整方案，可獲得這個結果。

甚至當全部電活性層416、436、456與476的極化方向被設定為相同方向時，多層致動器400的驅動位移部分地受到電場方向的影響。特別地，甚至當全部電活性層416、436、456與476的極化方向被設定為相同方向時，透過設定被施加到電活性層416、436、456與476的電場方向為相同方向，比透過設定被施加到電活性層416、436、456與476的電場方向為不同方向，在恆定電壓時所獲得的驅動位移高。以下將結合表格1以及第4A圖、第4B圖、第4C圖與第4D圖進一步加以描述。

第一電活性層416、第二電活性層436、第三電活性層456以及第四電活性層476由相同材料比如基於聚二氟亞乙烯之聚合物製成。當第一電活性層416、第二電活性層436、第三電活性層456以及第四電活性層476由相同材料製成時，同時完成共擠壓製程、拉伸製程與輪詢製程，因此可能簡化多層致動器400之製造製程。此外，第一電活性層416、第二電活性層436、第三電活性層456以及第四電活性層476於恆定電壓處表現類似，由此具有預測多層致動器400之驅動位移之優點。

採用與第一電活性層416相關的以上描述，無須改變第二電活性層436、第三電活性層456以及第四電活性層476之厚度、形成方法等，由此省略重複的描述。此外，第二下電極432、第三下電極452以及第四下電極472實質上與第一下電極412相同。另外，第二上電極434、第三上電極454與第四上電極474實質上與第一上電極414相同。因此，將省略重複的描述。

第二黏合層440被放置於第二單元致動器430與第三單元致動器450之間，以及第三黏合層460被放置於第三單元致動器450與第四單元致動器470之間。第二黏合層440與第三黏合層460實質上與第一黏合層420相同，由此將省略重複的描述。

為了便於描述，第2圖的多層致動器400被描述為包含四個單元致動器410、430、450與470以及放置於四個單元致動器410、430、450與470中間的三個黏合層420、440與460。換言之，每一個黏合層420、440與460被放置於兩個鄰接的單元致動器410、430、450與470之間。

多層致動器包含如第2圖所示的沿相同極化方向放置的四個電活性層，多層致動器被結合到撓性顯示面板的狀態下，透過改變被施加到四個電活性層的電場方向，測量此多層致動器的曲率半徑於振動加速度。另外，多層致動器包含沿不同極化方向放置的四個電活性層，此多層致動器被結合到撓性顯示面板的狀態下，透過改變被施加到四個電活性層的電場方向，測量此多層致動器的曲率半徑於振動加速度。

例子1中，進行一個實驗，這樣其中四個電活性層的全部極化方向被放置為向上的多層致動器被接合到撓性顯示面板，向下的電場被施加到第一電活性層與第三電活性層，以及向上的電場被施加到第二電活性層與第四電活性層。為此，正電壓被施加到第一上電極、第二下電極、第三上電極與第四下電極，以及負電壓被施加到第一下電極、第二上電極、第三下電極與第四上電極。

例子2中，進行一個實驗，這樣多層致動器中四個電活性層的全部極化方向被排列為向上，處於這個狀態的多層致動器被接合至撓性顯示面板，向下的電場被施加到全部第一電活性層、第二電活性層、第三電活性層與第四電活性層。為此，正電壓被施加到第一上電極、第二上電極、第三上電極與第四上電極，以及負電壓被施加到第一下電極、第二下電極、第三下電極與第四下電極。

比較例子1中，準備一個多層致動器，其中排列四個電活性層的極化方向，這樣不同的極化方向被交替排列。特別地，在準備的多層致動器中，第一電活性層與第三電活性層的極化方向被排列為向上，第二電活性層與第四電活性層的極化方向被排列為向下。然後，進行一個實驗，這樣在多層致動器被接合至撓性顯示面板的狀態下，向下的電場被施加到第一電活性層與第三電活性層，以及向上的電場被施加到第二電活性層與第四電活性層。

比較例子2中，進行一個實驗，這樣比較例子1中的多層致動器被接合到撓性顯示面板的狀態下，向下的電場被施加到全部第一電活性層、第二電活性層、第三電活性層與第四電活性層。

例子1、例子2、比較例子1與比較例子2中，除了四個電活性層的極化方向與被施加到四個電活性層的電場方向以外，施加相同的條件。特別地，在例子1、例子2、比較例子1與比較例子2的每一個中，聚二氟亞乙烯均聚物經受拉伸製程與輪詢製程，然後聚二氟亞乙烯均聚物被層積以準備四個電活性層，以及金屬電極被沈積於每一電活性層的雙表面上，從而製造四個單元致動器。使用極化方向測量設備（美國電力轉換（APC）國際有限公司，90-2030），測量四個電活性層的極化方向。在4.2 k峰峰電壓（Vpp）的條件下測量最大曲率半徑與最小曲率半徑，以及在100 k赫茲（Hz）與1.4 kVpp的條件下測量振動加速度。

以下的表格1列出了例子1、例子2、比較例子1與比較例子2的每一個的最大曲率半徑、最小曲率半徑與曲率半徑變化值。

[表格 1]

第4A圖、第4B圖、第4C圖與第4D圖為測量例子1、例子2、比較例子1與比較例子2之多層致動器之振動加速度所獲得的圖形。

請參考第4A圖、第4B圖、第4C圖與第4D圖，例子1表示大約0.19 G的振動加速度，例子2表示大約0.27 G的振動加速度，比較例子1表示大約0.10 G的振動加速度，以及比較例子2表示大約0.06 G的振動加速度。

如表格1以及第4A圖、第4B圖、第4C圖與第4D圖所示，如例子2一樣，四個電活性層的極化方向相同，在這個狀態下當相同方向的電場被施加到四個電活性層時，多層致動器的驅動位移在恆定電壓時可被增加或最小化。

此外，如比較例子2一樣，在四個電活性層的位移方向不同的狀態下，相同方向的電場被施加到四個電活性層，與這種情況相比，如同在例子1中，四個電活性層的位移方向相同，不同方向的電場被施加到四個電活性層的情況下，多層致動器的驅動位移在恆定電壓下可被增加。這些結果表示無論被施加到四個電活性層的每一個的電場方向如何，當電活性層的位移方向相同時，可有效地增加多層致動器的驅動移位。

第5圖係為顯示裝置500之狀態之示意圖，以描述本揭露實施例之顯示裝置500之各種變形形狀。第5圖中，為了方便描述，假設顯示裝置500為智慧型電話給出描述。

請參考第5圖，顯示裝置500的一部分被向上或向下彎曲。特別地，多層致動器被固定至顯示螢幕510的後表面，以及當驅動多層致動器時，多層致動器與整個顯示裝置500變形。換言之，當多層致動器的一部分被向上或向下彎曲時，顯示裝置500的一部分被向上或向下彎曲。本文中，當多層致動器的這部分週期性地被向上或向下彎曲時，顯示裝置500的這部分被向上或向下彎曲。此外，當多層致動器的這部分保持被向上或向下彎曲時，顯示裝置500的這部分保持被向上或向下彎曲。

舉個例子，回應於藉由使用者對顯示裝置500的觸控輸入，顯示裝置500的這部分保持被向上或向下彎曲作為輸出。就是說，當顯示裝置500接收訊息或語言電話時，顯示裝置500的這部分被向上或向下彎曲作為輸出，以回應接收的訊息或語言電話。

透過顯示裝置500，個別地設定顯示裝置500的彎曲部、彎曲方向、彎曲時間、彎曲方向的變化週期等。換言之，使用者藉由多層致動器各別地設定顯示裝置500的形狀變化，以及形狀變化並非限制於上述例子。

本實施例之包含多層致動器之顯示裝置500中，多層致動器被變形為各種形狀以回應各種輸入。特別地，針對顯示裝置500的每一輸入，彎曲部、彎曲方向、彎曲時間、彎曲方向的變化週期等被設定為不同。結果，顯示裝置500藉由多層致動器被變形為各種形狀，從而為使用者提供各種類型的輸出。

第6A圖、第6B圖與第6C圖為可優先使用本揭露之實施例之多層致動器之例子之示意圖。

第6A圖為包含本揭露實施例之多層致動器之電子報紙600之外觀之示意圖。

請參考第6A圖，電子報紙600包含顯示面板610以及被接合至顯示面板610之後表面的多層致動器。

包含本實施例之多層致動器之電子報紙600藉由多層致動器提供真實的閱讀報紙的感覺。當翻頁訊號透過電子報紙600之顯示面板610被輸入時，接收訊號輸入的多層致動器的一部分被變形。採用這種方式，電子報紙600的一部分暫時被彎曲，回應於多層致動器被變形，由此為讀者提供報紙的翻頁的感覺。

此外，當新文章被上載且被顯示於包含本實施例之多層致動器之電子報紙600上時，電子報紙600的一部分被變形，從而提供文章被上載的回饋。舉個例子，當具有新標題的文章被上載時，包含上載文章的多層致動器的一部分被變形，從而為讀者提供文章被上載的回饋。

第6B圖為包含本揭露實施例之多層致動器之手錶700之示意圖。

請參考第6B圖，手錶700包含顯示面板710以及被接合至顯示面板710之下部之多層致動器。本文中，為了便於描述，假設手錶700為智慧型手錶給出描述。

在包含本實施例之多層致動器之手錶700中，藉由多層致動器實施手錶700之各種功能。透過手錶700的顯示面板710可顯示一般的時間資訊。此外，透過手錶700的顯示面板710還可顯示天氣、新聞等。另外，手錶700包含簡單的電話功能以及判斷佩戴手錶700的使用者的心律。舉個例子，每一小時或者依照指定的警報時間，手錶700中的多層致動器被收縮以告知時間。採用這種方式，透過按壓使用者的手腕可提供時間資訊。此外，當新的天氣資訊或新聞被顯示時，手錶700中的多層致動器被收縮，或者當接收到電話時手錶700的顯示面板710的一部分上形成突起，從而為使用者提供資訊。另外，當透過手錶700的一部分測量的使用者的心律達到危險水準時，手錶700中的多層致動器可被收縮或變形，從而為使用者提供報警。

第6C圖為包含本揭露實施例之多層致動器之窗簾800之示意圖。

請參考第6C圖，窗簾800包含顯示面板810以及接合至顯示面板810之下部之多層致動器。

在包含本實施例之多層致動器之窗簾800中，外部環境有關的資訊藉由多層致動器採用多種方式被表達。特別地，外部天氣資訊透過窗簾800之顯示面板810被顯示為預定影像，以及透過改變窗簾800的形狀表示天氣的特定狀態。舉個例子，當在多雲天氣刮風時，可以透過窗簾800之顯示面板810顯示雲，依照風向與風速藉由多層致動器彎曲窗簾800的一部分，以及彎曲部的面積可能變化。換言之，窗簾800依照風向實際折疊或者搖擺的方向可被表示為窗簾800的彎曲方向，以及窗簾800的彎曲部的面積隨著風力的增加而增加。此外，當進入窗戶的光線的強度變得少於或等於特定水準時，可左向或右向自動捲起或折疊窗簾800。

電活性層包含鐵電性聚合物，本揭露實施例之包含複數個這種電活性層之多層致動器依照恆定電壓有效地實施增加或改善的振動加速度。電活性層的數目多於三個有益。此外，可能提供具有低驅動電壓且適合行動裝置的多層致動器。從描述中顯然將獲得額外的優點，或者從本發明的實踐中習得額外的優點。

本揭露之實施例已經結合附圖更加詳細地加以描述。然而，本揭露並非限制於這些實施例，在本揭露之技術精神之範圍內被各種變更與實施。因此，這些實施例被揭露以描述本揭露之技術精神而非限制技術精神。本揭露之技術精神之範圍並非受到實施例之限制。因此，上述實施例在全部方面應該被理解為說明性的而非限制性的。本揭露之範圍應該由以下的申請專利範圍解釋，同等範圍內的全部技術精神應該被解釋為包含於本揭露之範圍中。

雖然本發明以前述之實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明。在不脫離本發明之精神和範圍內，所為之更動與潤飾，均屬本發明之專利保護範圍。關於本發明所界定之保護範圍請參考所附之申請專利範圍。

10‧‧‧顯示裝置
100‧‧‧上蓋板
200‧‧‧下蓋板
300‧‧‧撓性顯示面板
400‧‧‧多層致動器
410、430、450、470‧‧‧致動器
412‧‧‧第一下電極
414‧‧‧第一上電極
416、436、456、‧‧‧電活性層
420、440、460‧‧‧黏合層
432‧‧‧第二下電極
434‧‧‧第二上電極
452‧‧‧第三下電極
454‧‧‧第三上電極
472‧‧‧第四下電極
474‧‧‧第四上電極
P‧‧‧極化方向
500‧‧‧顯示裝置
510‧‧‧顯示螢幕
600‧‧‧電子報紙
610‧‧‧顯示面板
700‧‧‧手錶
710‧‧‧顯示面板
800‧‧‧窗簾
810‧‧‧顯示面板

第1圖係為本揭露實施例之顯示裝置之配置之分解透視圖。 第2圖係為本揭露實施例之顯示裝置之多層致動器之剖面示意圖。 第3A圖與第3B圖係為包含基於聚二氟亞乙烯（polyvinylidene fluoride）之聚合物之第一電活性層之極化方向。 第4A圖、第4B圖、第4C圖與第4D圖係為測量例子1、例子2、比較例子1與比較例子2之多層致動器之振動加速度所獲得的曲線。 第5圖係為顯示裝置之狀態之示意圖，以描述本揭露實施例之顯示裝置之各種變形形狀。 第6A圖、第6B圖與第6C圖為可優先使用本揭露之實施例之多層致動器之例子之示意圖。

10‧‧‧顯示裝置

100‧‧‧上蓋板

200‧‧‧下蓋板

300‧‧‧撓性顯示面板

400‧‧‧多層致動器

Claims (15)

1. 一種多層致動器，包含相互堆疊的複數個單元致動器，各該單元致動器包含多個電活性層中的一個電活性層，每一電活性層包含一鐵電性聚合物，其中該等電活性層的極化方向實質相同。
2. 如請求項1所述之多層致動器，其中該等電活性層的數目為至少三個。
3. 如請求項1所述之多層致動器，其中該等電活性層由相同材料製成。
4. 如請求項1所述之多層致動器，其中該等電活性層包含一基於聚二氟亞乙烯(polyvinylidene fluoride；PVDF)之聚合物。
5. 如請求項1所述之多層致動器，其中該等電活性層具有透過一拉伸製程或一輪詢製程而施加的自然極化。
6. 如請求項1所述之多層致動器，其中該等電活性層的極化方向垂直於該等電活性層的延伸方向。
7. 如請求項1所述之多層致動器，其中各該單元致動器的每一個還包含兩者之間放置有該電活性層的彼此正對的一下電極與一上電極。
8. 如請求項7所述之多層致動器，其中該等單元致動器的數目為至少三個。
9. 如請求項7所述之多層致動器，用以產生每一單元致動器之上電極與下電極之間的電場，其中該等單元致動器中產生的電場方向實質相同。
10. 如請求項7所述之多層致動器，包含複數個黏合層，每一黏合層被放置於兩個鄰接的單元致動器之間。
11. 如請求項10所述之多層致動器，其中該等黏合層包含一介電彈性體與一高介電填料。
12. 一種顯示裝置，包含一顯示面板以及如請求項1所述之多層致動器。
13. 如請求項12所述之顯示裝置，包含放置於該顯示面板與該多層致動器上方之一上蓋板以及被放置為與該上蓋板正對且被放置於該顯示面板與該多層致動器下方之一下蓋板，其中該下蓋板與該上蓋板包含具有撓性的材料。
14. 如請求項12所述之顯示裝置，其中該顯示面板包含一撓性基板。
15. 一種如請求項7所述之多層致動器之作業方法，包含在每一單元致動器之下電極與上電極之間產生一電場，其中該等單元致動器中產生的電場的方向實質相同。